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引水线路布置于左岸山脚沟右岸,由有压隧洞引水至与山脚沟汇合口上游山坡建调压井,后接压力管道引至与山脚沟汇合口上游河漫滩上建地面厂房发电。
13.3.2主要建筑物
首部枢纽(溢流坝坝、沉沙池),引水建筑物(有压隧洞、调压井、压力钢管)和厂区枢纽(主厂房、副厂房、尾水建筑物、开关站)等。
1、取水口
首部枢纽建筑物从右至左依次布置溢流坝、冲沙闸、进水口。
溢流坝正常蓄水位3287.00m,溢流坝坝宽15m,最大坝高5.0m。
冲沙闸顶高程3289.50m。
最大闸高7.5m。
(1)溢流坝段
溢流坝布置在右岸,为实用堰型,长为15m,坝顶高程3287.00m,溢流坝上游为直立面,下游以1:
1的坡度护坦起点高程。
正常蓄水位3287.00m,3288.26m(设计洪水位P=5%),3288.48m(校核洪水位P=2%)。
建基高程3282.00m。
溢流坝纵向长度7.1m,最大坝高5.0m。
溢流坝坝体为C20埋石混凝土结构,坝体下游临水面均采用厚40cm的C40钢筋混凝土防冲防磨,溢流坝底板上下游各设一道深度0.8m的齿墙,上、下游齿墙底宽各1.0m。
(2)泄洪冲沙闸
泄洪冲沙闸为平底胸墙式水闸,位于溢流坝侧.。
设冲沙闸1孔,孔口尺寸(宽×
高)2.0m×
2.0m,使用平板检修闸门,平板工作闸门。
冲沙闸边墩厚1.0m,冲沙闸闸室总宽4.0m。
工作闸门前设0.5m厚钢筋混凝土胸墙,胸墙前设检修闸门,检修闸门尺寸(宽×
2.5m。
冲沙闸闸顶高程3289.50m,闸底板高程3284.00m,闸建基面高程3282.00m,在闸底板前后均设深0.8m齿槽。
闸室顺水流方向长7.1m。
(3)取水口
电站进水口布置在冲沙闸左岸,与冲沙闸轴线成135°
角。
采用侧向取水、正向排沙布置形式。
进水口闸室底板高程3285.50m,闸墩顶高程3289.50m,取水闸室总长6.5m。
设拦污栅1扇,拦污栅孔口尺寸为3.0m×
4.0m(宽×
高)。
设工作闸门一扇,孔口尺寸为2.0×
1.6m(宽×
取水闸后与引水暗渠连接。
取水口基础置于基岩层上。
(4)沉沙池
沉沙池(兼压力前池)为洞外式沉沙池,位于坝体的后面,布置在坝址下游左岸岸坡上,沉沙池(兼压力前池)采用正向进水、正向冲沙的布置型式,主要由渐变段、池身段、侧溢流堰、冲沙道和电站进水口等建筑物组成。
沉沙池(兼压力前池)与引水暗渠的渐变段长10.0m,平面上呈对称扩散型布置,单侧扩散9º
,底宽由2.0m渐扩为5.0m;
纵坡1:
4,高程由3285.00m降至到3282.50m。
池身段呈倒梯形布置,长29.0m,宽5.0m。
在沉沙池(兼压力前池)末端侧边设置溢流侧堰,溢流侧堰堰顶高程3287.00m,堰顶宽9.0m。
(5)铺盖及护坦
坝前混凝土铺盖长15.00m,为C20混凝土,厚度0.5m,铺盖高程为3284.00m。
溢流坝及冲沙闸后为18.00m长的护坦,平均厚度为0.9m的斜坡护坦,溢流坝斜坡护坦起点顶高程为3284.00m,护坦末端顶高程为3283.82m。
护坦坡度为1:
100,护坦表层采用0.4m厚C40混凝土,底层采用0.5m厚C20混凝土回填。
护坦末端抛填大块石护脚,块径不小于30cm。
2、山脚沟取水口
首部枢纽建筑物从左至右依次布置左岸挡水坝段、溢流坝、冲沙闸、进水口。
挡水坝长13.3m,坝顶高程为3283.50。
溢流坝正常蓄水位3281.50m,溢流坝坝宽15m,最大坝高5.0m。
冲沙闸顶高程3283.50m。
最大闸高7.0m。
(1)挡水坝段
挡水坝段坝型为混凝土重力坝,坝段长13.30m,坝顶高程3283.5m,坝顶宽0.5m;
下游坝坡1:
0.7,起坡点高程3283.00m。
最低建基面高程3277.30m,最大坝高6.2m,重力坝最大底宽4.5m。
(2)溢流坝段
溢流坝布置在右岸,为实用堰型,长为15m,坝顶高程3281.50m,溢流坝上游为直立面,下游以1:
正常蓄水位3281.50m,3282.61m(设计洪水位P=5%),3282.82m(校核洪水位P=2%)。
建基高程3276.50m。
(3)泄洪冲沙闸
冲沙闸为平底胸墙式水闸,位于溢流坝左侧.。
冲沙闸闸顶高程3283.50m,闸底板高程3278.50m,闸建基面高程3276.50m,在闸底板前后均设深0.8m齿槽。
(4)取水口
进水口闸室底板高程3280.00m,闸墩顶高程3283.50m,取水闸室总长6.5m。
(5)沉沙池(兼压力前池)
沉沙池(兼压力前池)为洞外式沉沙池,位于山脚沟坝体的后面,布置在坝址下游左岸岸坡上,沉沙池(兼压力前池)采用正向进水、正向冲沙的布置型式,主要由渐变段、池身段、侧溢流堰、冲沙道和电站进水口等建筑物组成。
4,高程由3279.50m降至到3277.00m。
在沉沙池(兼压力前池)末端侧边设置溢流侧堰,溢流侧堰堰顶高程3281.50m,堰顶宽9.0m。
(6)铺盖及护坦
坝前混凝土铺盖长15.00m,为C20混凝土,厚度0.5m,铺盖高程为3278.50m。
溢流坝及冲沙闸后为18.00m长的护坦,平均厚度为0.9m的斜坡护坦,溢流坝斜坡护坦起点顶高程为3278.50m,护坦末端顶高程为3276.70m。
10,护坦表层采用0.4m厚C40混凝土,底层采用0.5m厚C20混凝土回填。
3、引水建筑物主要由有压引水隧洞、调压井和压力钢管等建筑物组成。
(1)引水道
本电站装机2台,引用流量6.66m3/s,压力引水道全长8897.047m,①引水道长3602.231m,进水口底板高程3277.00m,坡比i=0.318%,引用流量3.18m3/s,引①0+056.00布置为暗涵段,断面尺寸2×
2(宽×
高),钢筋砼衬砌,厚0.3m;
②引水道长5294.816m,引用流量3.48m3/s,与①汇合处②长3509.898,进水口底板高程3282.50m,坡比i=0.488%;
引水隧洞断面形状、净断面尺寸根据围岩类别确定:
对于Ⅲ类围岩段,采用马蹄形,底宽1.734m,上部圆弧半径1.2m,净高2.4m;
Ⅳ、Ⅴ类围岩段,衬砌为圆型断面,内径2.0m;
Ⅲ类围岩段衬砌方式:
边、顶拱喷C20混凝土,厚0.1m,底板为素混凝土抹面,厚0.2m;
Ⅳ、Ⅴ类围岩段衬砌方式:
30cm厚钢筋混凝土衬砌,顶拱120°
回填灌浆,周边固结灌浆,每断面6孔,深入基岩2.0m,排距3m,梅花型布置。
(2)调压室
引水隧洞与调压室采用竖井的方式连接,竖井的断面积由小波动的“托马”稳定控制,采用圆形断面,内径4.0m,其底部高程3260.74m,顶部高程3321.90m,高61.16m。
由于承受的水头较高,且水位变幅较大,波动频繁,竖井采用钢筋混凝土衬砌,厚60cm,并进行周边固结灌浆。
调压室最高涌波水位3317.07m,最低涌波水位3263.24m。
(3)压力钢管
压力管道主管总长827.407m,采用埋管形式,钢板衬砌,断面内径1.4m,电站设计引用流量Q=6.66m3/s,压力管道内流速为4.33m/s。
上平段压力管道中心线高程为3257.44m,纵坡i=0,长38.22m;
下平段中心线高程为3037.07m,直段长525.32m,斜井与水平面的夹角为60°
,弯段转弯半径10.0m,转弯段长9.059m;
斜井段长242.92m。
机组安装高程3039.00m。
采用16MnR钢材,主管壁厚6mm~16mm;
支管壁厚为12mm,岔管型式采用贴边卜型岔管,岔管厚20mm。
3、电站厂房采用地面式厂房,厂区建筑物主要包括主厂房、副厂房、升压站、尾水建筑物、进厂公路及进厂交通等。
厂区布置在与三脚沟汇合口上游河漫滩上,根据厂区地形条件,厂房纵轴线与三脚沟基本平行,平面上副厂房位于主厂房右侧,开关站布置在主厂房下游侧,进厂公路自安装间左侧进厂。
(1)主厂房由主机间和安装间两部分组成,总长42.52m,宽16.50m,主机间发电机层地面高程3053.25m,水轮机层地面高程3047.60m,安装间地面高程与水轮机层同高为3047.60m。
主机间共三层(发电机层、水轮机层、球阀层),高25.60m,其中水轮机层地面高程3053.25m,水轮机层地面高程3047.60m,球阀层地面高程3043.75m。
主机间平面尺寸由水轮发电机组及其附属设备和球阀吊运控制,机组纵轴线距上游墙外边距离9.0m,距下游墙外边距离5.5m。
机组间距由发电机尺寸及辅助设备控制,为12.0m。
主机间内安装两台CJA475-L-140/4×
13.5型水轮机组,两台SF6300-14/2860型发电机组,机组旁布置机组励磁屏、机组监控保护屏等机组控制设备。
安装间和主机间同宽,高16.5m,位于主机间左侧,基础为漂砂卵砾石土,共二层布置,一层为设备安装及检修层,地面高程3047.60m,二层为水轮机辅助设备层,地面高程3042.60m。
主厂房设有一台(32/10t,Lk=14.5m)手动双梁桥式起重机,供安装检修起吊设备之用,吊车轨顶高程3061.85m。
主厂房排架下柱断面1.0m×
0.5m,上柱断面0.5m×
0.5m,排架之间用钢筋混凝土梁连接,屋面梁及排架柱现场浇筑,屋顶采用钢结构屋面,厂房吊车梁采用预制“T”型梁,主厂房进厂大门布置在安装间左侧,与进厂公路相接。
为适应基础变形及抗震要求,主厂房与副厂房之间用2cm的沉降缝分开,缝间设止水。
(2)副厂房布置在主厂房右侧,为两层框架结构,尺寸为7.00m×
16.50m×
11.50m(长×
宽×
高),一层地面高程3047.60m,布置有6.3kV开关柜、低压配电屏、厂用变等设备;
二层地面高程3053.25m,为中控室。
由于各层功能及使用环境差异较大,在以满足自然采光和通风的基础上作相应的技术处理,以适应功能需求,创造一个舒适的工作、生产环境。
13.4金属结构设备
本电站的金属结构设备主要由首部枢纽(两个取水口)的闸门,拦污栅及其启闭设备组成。
金属结构设备共计闸门(拦污栅)14套,重26.9t;
门(栅)槽埋件14套,重26.4t;
启闭机14台,重13.5t(含轨道),金属结构设备总重量为66.8t。
13.5主要机电设备
13.5.1水力机械
1、水轮机
三级水电站水头范围在218.71m~240.79m,装机容量12600kW;
经比选,确定采用立式冲击式水轮机组;
根据本电站的地形地质条件、枢纽布置要求、电站运行灵活性的需要及水文动能相关参数,选择2台机。
经选型计算和比较,本阶段推荐采用CJA475转轮。
水轮机主要参数为:
型号:
CJA475-L-140/4×
13.5
额定水头:
219m
额定流量:
3.46m3/s
额定功率:
6.667MW
额定转速:
428.6r/min
飞逸转速:
771.48r/min
额定工况点效率:
89.7%
通气高度:
>
0.70m
水轮机的安装高程:
3045.75m
2、发电机
选定本阶段的发电机基本参数如下所示:
SF6300-14/2860
额定容量:
6.3MW
428.6r/min
额定电压:
6.3kV
额定电流:
721.69A
功率因数:
0.8
771.48r/min
发电机重量:
62t
飞轮力矩:
50t·
m2
3、安装高程
安装高程按下式计算:
在保证机组在任何发电工况下尾水渠保持足够的通气高度(设计规范要求不小于400mm)的情况下,尽量减少厂房开挖量;
结合厂区地质条件及枢纽布置要求,确定水轮机安装高程为3045.75m。
4、水轮机附属设备
调速器型号:
CJWT-4/4-6.3
进水阀型号:
QF400-WY-80
桥机:
QD-32/5t
5、调节保证计算
经过计算得知,本阶段初选喷针的关闭时间为10s,折向器动作时间为2s。
当机组在额定水头下甩额定负荷时,最大转速上升率为16.69%;
最高压力上升值为18.14%。
均满足相关规范要求。
13.5.2主要电气设备
(1)主厂房内电气设备布置
主厂房上游侧各相应机组段分别布置有各机组所属的励磁机1面、灭磁屏1面、机组LCU保护屏1面、测温制动屏1面。
(2)副厂房电气设备布置
本电站的厂房为地面厂房,安装间位于主机间右侧,副厂房位于主机间的上游侧,主变场位于副厂房左侧,副厂房高程为3042.90m,主变场的高程为3042.75m。
副厂房紧靠主厂房布置,位于主厂房上游侧,主要布置有:
6.3kV高压开关柜室、厂用变压器、低压厂用配电屏、中控室、水机室等。
(3)110kV主变场布置
主变布置在主厂房的左端,紧靠副厂房布置,变压器场面积为30.6m×
16.8m(长×
宽)。
13.5.3接入电力系统方式
三级水电站位于四川省阿坝州金川县结斯乡境内,本工程为径流引水式发电站,由首部枢纽、引水建筑物和厂区枢纽三大部份组成。
该水电站装机容量12600kW,设计水头228.00m,发电引用流量6.66m3/s,年利用小时数4568h,多年平均发电量5756万kW•h。
根据动能资料及业主提供的接入系统方式,三级电站出线为110kV线路一回,接入二级电站,汇入二级电站后由一回110kV出线接入三级电站,三级电站汇集二、三级电站后由一回110KV接入结马电站,结马电站汇集各梯级电站的电能后经一回110kV出线接至小金110kV变电站后,送入小金220kV变电站,经小金220kV变电站送入省网。
13.5.4电站自动化
三级水电站装机2×
6300kW,发电机与变压器组合采用扩大单元接线,110kV出线一回,该电站拟按“无人值班,少人值守”的原则设计。
为了确保电站安全可靠运行和提高经济运行水平,保证电能质量,改善工作条件,本电站决定采用以计算机为基础的监控系统。
为充分突出综合化、数字化、网络化、分散化、高选化,推荐采用全开放式,分布型生产管理一体化系统。
13.5.5采暖通风
主厂房为地面式厂房,发电机为空气冷却器冷却,门窗面积较大,设计为通过门窗自然通风。
副厂房6.3KV开关柜、厂用变压器、35KV开关柜及低压配电屏布置在副厂房同一房间内,通过门窗自然进风,采用2台轴流风机将余热和废气排至室外。
透平油室和空压机室布置在副厂房一端,通过门窗自然进风,透平油室采用1台防爆轴流风机进行换气;
空压机室采用1台轴流风机进行换气。
本电站厂区冬季气温较低,为保证厂内温度达到设计温度要求,厂房需要进行采暖。
电站主厂房冬季采用发电机热风和暖风机进行采暖,厂房设计时应考虑墙体和门窗具有良好的保温性能。
主厂房中设置3台暖风机进行采暖,开关室可在冬季根据室内温度减少风机的运行时间和次数。
13.5.6机电设备总体布置
本电站的厂房为地面厂房,安装间位于主机间右侧,副厂房位于主机间右侧,主变场位于主厂房下侧,副厂房高程为3047.60m,主变场的高程为3047.605m。
副厂房紧靠主厂房布置,位于主厂房右侧,主要布置有:
13.6施工概况
施工高峰人数500人,劳动总工日30.64万个。
土石方开挖(含石方洞、井挖)年最高强度为6.56万m3,月最高强度为0.84万m3;
混凝土浇筑年最高强度为1.54万m3,月最高强度为0.29万m3。
13.7电站节能及环保作用
1、主要有利影响
三级水电站建设带来的有利影响主要体现在发电效益、生态环境效益和社会效益方面。
三级水电站工程建成后,对促进当地经济发展,实现以电养电,可避免修火电站带来的“三废”污染,对实现“以电代柴”和可持续发展战略有较大的生态效益。
2、主要不利影响
(1)施工影响
工程施工过程中的“三废”排放、工程占地及工程开挖等各项施工活动,将对工程地区的水体、大气、声环境造成局部污染。
施工开挖、弃渣占地等破坏植被造成新增水土流失,将对区域生态环境造成一定影响。
工程建设将对对区域生态环境和自然景观协调性有一定影响。
上述影响仅限于施工期,随着工程的完工和环保措施的实施,影响程度将逐步降低或减免。
(2)运行期的影响
工程建成运行后,脱(减)水河段水量的减少将影响河道水域景观,对水生鱼类的影响主要是坝址阻隔和运行期河段减水,应采取措施以维系河道生态环境稳定。
本阶段按控制断面多年平均流量的10%拟定生态下泄流量,河段内水流呈浅水状,可在一定程度减缓工程建设对该河段河道景观的影响。
针对本工程建设期和运行期对工程区水环境、大气环境、声环境、生态环境和社会环境等造成的不利影响,分别提出了相应的环境保护措施,对不利环境影响可起到有效的减免和控制作用。
其中,施工期废水处理后尽量循环利用,并达标排放,生活污水修建旱厕收集用于林灌;
施工大气和噪声采取洒水降尘、避免夜间爆破作业、限制车速等防尘、降噪等措施;
施工开挖、弃渣堆放等工程占地引起的水土流失及景观、植被的破坏采取工程措施以及绿化等生物措施;
同时要求电站下泄维系河道景观生态需水的基流。
在确保各项环保措施实施的前提下,可在很大程度上减免工程兴建对环境的不利影响,将环境损失减低至最低程度。
根据评价区的环境现状和工程建设环境影响预测分析,本工程对环境的主要有利影响表现在发电效益、生态环境效益和社会效益等方面。
不利影响主要表现在施工建设新增水土流失对当地生态环境的影响、施工“三废”排放对局地环境的污染影响、与当地自然景观协调性影响等方面,在采取上述的环境保护措施后,各种不利影响通过适当措施可以得到减缓和改善。
公众参与调查表明,绝大多数的支持工程建设。
因此,从环境影响的角度分析,在具体落实上述各项环境保护和减缓措施前提下,本工程的兴建是可行的。
通过三级水电站环境保护措施的实施,施工期“三废”、工程占地及工程开挖等各项施工活动对工程区水体、大气、声环境和生态环境等造成的不利影响均可以得到减轻、减免或消除。
经过在环评、水保等方面的综合考虑后确定本项目的建设具有可行性。
13.8主要工程量及工程特性表
三级水电站主要建筑物工程量见表13-8-1。
三级水电站主要工程量表
表13-8-1
序号
工程名称
单位
建筑工程
合计
挡水工程
引水工程
发电厂工程
开关站工程
1
土石方开挖
m3
5447
11076.39
5170.0
0.0
21693.39
2
石方洞挖
66026.11
0
3
土石方回填
359.16
808.79
8850.0
5220
15237.95
4
堆砌石工程
756.87
28.36
888.0
33
1706.23
5
混凝土浇筑
2394.19
14636.81
3796.0
180.0
21007
6
钢筋
t
52
861.91
286.0
9
1208.91
7
固结灌浆
m
9673.01
8
回填灌浆
7245.84
9
喷砼
4415.62
115.0
4530.62
10
锚杆
根
38182
130
38312
三级水电站主要建筑物工程量见表13-8-2。
三级水电站工程特性表
13-8-2
项目名称
单位
数量
备注
一
水文
流域面积
全流域
km2
515
取水口
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